SKRIPSI / TUGAS AKHIR

CAHYANA SUHENDA (20408217)JURUSAN TEKNIK MESIN

PENGARUH BENTUK KAMPUH LAS TIG TERHADAP SIFAT MEKANIK MATERIAL BAJA ST 37

LATAR BELAKANG

Pada era industrialisasi dewasa ini teknik pengelasan telah banyak dipergunakan secaraluas pada penyambungan logam.

Teknologi pengelasan merupakan salah satu bagian yang tidak bisa dipisahkan dalamproses manufaktur, ruang lingkup penggunaan teknologi pengelasan meliputi rangkabaja, perkapalan, jembatan, kereta api, pipa saluran dan lain sebagainya.

Untuk itu pengelasan harus memperhatikan beberapa hal yang penting, diantaranyaefisiensi pengelasan, penghematan tenaga, penghematan energi, dan tentunya denganbiaya yang murah.

Didalam praktek pengelasan, perlu didukung teori-teori pengelasan seperti :perencanaan tentang cara-cara pengelasan, cara-cara pemeriksaan, bahan las, dan jenislas yang akan digunakan.

Kelebihan sambungan las adalah konstruksi ringan, dapat menahan kekuatan yang tinggi,mudah pelaksanaannya, serta cukup ekonomis.

Namun kelemahan yang paling utama adalah terjadinya perubahan struktur mikro bahanyang dilas, sehingga terjadi perubahan sifat fisik maupun mekanis dari bahan yang dilas.

PERMASALAHAN

Bertolak dari latar belakang masalah diatas maka penulis

dapat merumuskan permasalahan yaitu:

Apakah ada pengaruh jenis-jenis kampuh las terhadap

kekuatan dari sambungan las pada logam st 37.

TUJUAN PENELITIAN

• Mengetahui pengaruh bentuk kampuh las terhadap kekuatan

pelat baja St 37.

• Mengetahui sifat mekanik akibat pengelasan TIG (Tungsten Inert

Gas).

• Mengetahui stuktur mikro hasil pengelasan TIG (Tungsten Inert

Gas).

Pengelasan (welding) adalah proses penyambungan dua buah logam atau lebih

dengan menggunakan proses pemanasan setempat, sehingga terjadi ikatan

metalurgi antara logam-logam yang disambung.

Proses penyambungan logam dewasa ini banyak dipakai di industri untuk

pekerjaan konstruksi, pembuatan mesin, peralatan pabrik, konstruksi perpipaan

serta pekerjaan lain yang memerlukan sambungan.

Dalam setiap proses pengejaan pengelasan harus memenuhi standar tertentu

yaitu: ASME (American Society of Mechanical Engineers), API (American

Petroleum Institute).

Dalam hal ini pemilihan proses las, pemilihan logam pengisi (filler metal),

perencanaan prosedur las, kualifikasi prosedur pengelasan, perancangan dan

prosedur pabrikasi, serta sistem pengendalian mutu harus dilakukan mengikuti

peraturan yang berlaku dalam standar.

PENGELASAN

LANDASAN TEORI

JENIS PENGELASAN YANG SERING DILAKUKAN

Proses Pengelasan Busur Logam Terbungkus (SMAW/Shielded Metal Arc Welding)

Proses Pengelasan Busur Terendam (SAW/Submerged Arc Welding)

Proses Pengelasan Busur Logam Gas (GMAW/Gas Metal Bow Welding)

Proses Pengelasan Busur Berinti Fluks (FCAW/Flux Core Arc Welding)

Proses Pengelasan Busur Tungsten Gas (GTAW/Gas Tungsten Arc Welding)

TIG (Tungsten Innert Gas) adalah suatu proses pengelasan busur

listrik elektroda tidak terumpan, dengan menggunakan gas mulia

sebagai pelindung terhadap pengaruh udara luar.

Pada proses pengelasan TIG peleburan logam terjadi karena panas

yang dihasilkan oleh busur listrik antara elektroda dengan logam

induk.

Pada jenis ini logam pengisi dimasukan ke dalam daerah arus busur

sehingga mencair dan terbawa ke logam induk.

Las TIG dapat dilaksanakan secara manual atau secara otomatis

dengan mengotomatisasikan cara pengumpanan logam pengisi.

Penggunaan las TIG mempunyai keuntungan, yaitu kecepatan

pengumpanan logam pengisi dapat diatur terlepas dari besarnya arus

listrik sehingga penetrasi kedalam logam induk dapat diatur

semaunya.

PENGELASAN TIG

Pada dasarnya pemilihan bentuk kampuh menuju kepada

penurunan pemasukan panas dan penurunan logam las

pada tingkat harga terendah dan tidak menurunkan mutu dari

sambungan.

Ada tiga aturan dalam pemilihan sambungan dan kampuh:

Pemilihan sambungan yang memerlukan sedikit logam

pengisi.

Penggunaan akar kampuh yang minimum dengan sudut

yang kecil agar dapat mengurangi jumlah logam pengisi.

Pada pelat yang tebal menggunakan kampuh ganda

untuk mengurangi logam pengisi.

KAMPUH LAS

JENIS-JENIS KAMPUH LAS

Beberapa standar telah mengatur jenis-jenis sambungan, ada sembilan jenis alur

sambungan (kampuh) las yang utama seperti pada gambar berikut :

DIAGRAM ALIR PENELITIAN

PERCOBAAN

Mulai

Pokok Permasalahan

Pemilihan Material, Jenis Las dan kampuh las

Studi Literatur

Pembuatan Sampel Uji

Uji MetalografiUji Komposisi Kimia Uji Tarik

Tidak

Hasil Las Baik

Pembuatan Specimen

Selesai

Analisa

Kesimpulan

Ya

ALAT YANG DIGUNAKAN

ELEKTRODAPESAWAT LAS ARUS

BOLAK-BALIK (AC)

PROSES PENGELASAN BAJA ST 37

Proses Las

Mulai

Pemilihan Material, Jenis Las dan kampuh las

Studi Literatur

Pembuatan Sampel

Tidak

QC

Pembuatan Specimen

Ya

Selesai

PENGOLAHAN DATA

DAN ANALISA DATA

KOMPOSISI KIMIA BAJA ST 37

• Paduan dasar dari tipe baja st 37 ini mengandung Cu =0.042%, Mn = 0.730%, Cr = 0.031 dan Si = 0.192% sertakarbon maksimum 0.076% C. Baja st 37 termasuk jenisbaja bertipe baja karbon rendah karena unsur karbonyang terkandung hanya sedikit.

• Dengan terbentuknya fase-fase pada baja st 37 tersebutmaka telah terjadi perubahan konstanta kisi pada sampeldasar. Perubahan konstanta kisi tersebut mengakibatkanterbentuknya sistem Kristal baru dari FCC (face centralcubic) untuk baja St37 manjadi ortorombic untuk faseFeB dan tetragonal untuk fase Fe2B.

• Fasa yang terjadi pada baja st 37 adalah fasa austeniticdan fasa ferritik. Sehingga pada material ini lebih kerasdan ulet dikarenakan kandungan mangan dalam baja st37 ini lebih mendominasi unsur-unsur nya.

Elemen Kimia %

Carbon 0.076

Silicon 0.192

Mangan 0.730

Posfor < 0.003**

Sulfur < 0.003**

Chromium 0.031

Molybdenum < 0.005**

Nikel < 0.005**

Aluminium 0.019

Cuprum 0.042

Niobium < 0.002**

Titanium < 0.002**

Vanadium < 0.002**

Ferro balance

HASIL UJI METALOGRAFY BAJA ST 37

STRUKTUR MAKRO HASIL LASAN PADA KAMPUH BENTUK V TUNGGAL

STRUKTUR MIKRO BASE METAL PADA KAMPUH BENTUK V TUNGGAL

Bentuk Kampuh V

Logam Induk

LasanHAZ

Karbon (C)

MgSi

STRUKTUR MIKRO HAZ PADA KAMPUH BENTUK V TUNGGAL

STRUKTUR MIKRO LASAN PADA KAMPUH BENTUK V TUNGGAL

Carbon

St 37

Grain Boundary

FerriteAcicular Ferrite

Widmanstaten Ferrite

STRUKTUR MAKRO HASIL LASAN PADA KAMPUH BENTUK U TUNGGAL

STRUKTUR MIKRO BASE METAL PADA KAMPUH BENTUK U TUNGGAL

LasanHAZ

Logam Induk

Bentuk Kampuh U

MgSi

Karbon (C)

STRUKTUR MIKRO HAZ PADA KAMPUH BENTUK U TUNGGAL

STRUKTUR MIKRO LASAN PADA KAMPUH BENTUK U TUNGGAL

MgSiKarbon (C)

Grain Boundary

Ferrite

Widmanstaten Ferrite

Acicular Ferrite

TABEL HASIL PENGUJIAN KAMPUH V TUNGGAL

HASIL PENGUJIAN TARIK

No Specification Simbol UnitMaterial

Uji 1

Material

Uji 2

Material

Uji 3Rata-rata

1Sectional

AreaA0 mm2 110 110 110 110

2 Tensile Stress σTkgf/mm2 52,57 50 49,54 50,70

3 Yield Point σYkgf 4163,79 4500 4161,81 4275,11

4 Yield stress τ kgf/mm2 37,85 40,90 37,83 38,86

5 Elongation ε % 15% 20% 10% 15%

Gambar diatas merupakan data pengujian tarik yield stress material 1,

material 2 dan material 3 pada specimen uji yang telah dilakukan

proses pengelasan terlebih dahulu.

Terlihat pada material uji 2 memiliki nilai yield stress lebih tinggi

dibandingkan dengan material uji 1 dan material uji 3, sedangkan untuk

material uji 3 nilai yield stress nya lebih rendah karena material uji ini

titik putus pada daerah lasan.

TABEL HASIL PENGUJIAN KAMPUH U TUNGGAL

No Specification Simbol UnitMaterial

Uji 1

Material

Uji 2

Material

Uji 3

Rata-

rata

1Sectional

AreaA0 mm2 110,00 110,00 110,00 110,00

2 Tensile Stress σTkgf/mm2 56,81 52,27 54,09 54,39

3 Yield Point σYkgf 4394,53 4412,9 4308,62 4372.02

4 Yield stress τ kgf/mm2 39,95 40,11 39,16 39,74

5 Elongation ε % 20,00% 20,00% 12,00% 17.33%

38,6

38,8

39

39,2

39,4

39,6

39,8

40

40,2

SPECIMEN

Material Uji 1

Material Uji 2

Material Uji 3

YIELD STRESS HASIL UJI TARIK PADA KAMPUH U

TUNGGAL

YIE

LD

ST

RE

SS

(k

gf/

mm

2)

Gambar diatas merupakan data pengujian tarik material 1, material 2

dan material 3 pada specimen uji yang telah dilakukan proses

pengelasan terlebih dahulu.

Terlihat pada material uji 2 memiliki nilai yield stress lebih tinggi

dibandingkan dengan material uji 1 dan material uji 3. Untuk material

uji 3 yield stress nya lebih rendah karena material uji ini titik putusnya

terletak pada daerah lasan.

ANALISA HASIL TARIK BENTUK KAMPUH V TUNGGAL DENGAN U TUNGGAL

38,4

38,6

38,8

39

39,2

39,4

39,6

39,8

40

Kampuh V Tunggal Kampuh U Tunggal

Rata-Rata Yield Stress

YIE

LD

ST

RE

SS

(k

gf/

mm

2)

ANALISA HASIL TARIK DARI PERBEDAAN BENTUK

KAMPUH

SPECIMEN

Gambar diatas terlihat grafik analisa hasil uji tarik dari perbedaan

bentuk kampuh v tunggal dengan u tunggal.

Gambar diatas menjelaskan bahwa specimen dari kampuh u tunggal

memiliki nilai yield stress yang hasilnya lebih tinggi dibandingkan

dengan specimen pada kampuh v tunggal.

Rata-rata nilai perbedaan dari kedua kampuh adalah : pada kampuh v

tunggal memiliki nilai yield stress 38,86 kgf/mm2, sedangkan pada

kampuh u tunggal memiliki nilai yield stress 39,74 kgf/mm2.

Sehingga, dapat disimpulkan bahwa specimen dari kampuh u tunggal

lebih kuat dibandingkan dengan specimen pada kampuh v tunggal.

KESIMPULAN

• Komposisi pada material baja st 37 memiliki komposisi Mg sebesar 0,730%, Sisebesar 0,192% dan C sebesar 0,076.

• Hasil uji metalografi pada kampuh v tunggal dan kampuh u tunggal lebihmendominan pada struktur MgSi dibandingkan dengan karbonnya, padadaerah lasannya acicular ferrite mimiliki daerah struktur yang lebih banyakdikarena kan struktur bahan ini merupakan baja tipe ferritik.

• Hasil uji tarik pada specimen kampuh v tunggal memiliki nilai rata-rata hasilsebagai berikut : tensile stress (50,70 kgf/mm2), yield point (4275,11 kgf), yieldstress (38,85 kgf/mm2) dan elongation (15 %).

• Hasil uji tarik pada specimen kampuh u tunggal memiliki nilai rata-rata hasilsebagai berikut : tensile stress (54,39 kgf/mm2), yield point (4372,02 kgf), yieldstress (39,74 kgf/mm2) dan elongation (17,33 %).

• Setelah dilakukan uji tarik maka perbedaan pada kekuatan hasil lasnya bahwakampuh u tunggal lebih kuat dibandingkan dengan kampuh v tunggal denganperbedaan nilai rata-rata yield stress pada kampuh v tunggal adalah 38,85kgf/mm2 sedangkan pada kampuh u tunggal adalah 39,74 kgf/mm2.

SEKIAN DAN TERIMA KASIH